Crack detection in beam like structures. Part I. Identification of crack location

This paper deals with detection of a transverse crack location in beam like structure. An input quantity for detection a natural mode of vibrations was chosen. The crack is substituted by rotational spring, which flexibility is calculated by using Castigliano theorem and laws of the fracture mechanics. Based on this model of crack the first natural mode of Bernoulli-Euler beam was determined then analysed. The modal assurance criterion (MAC coefficients) were determined as a function of crack depth and location. These quantities can be used for crack detection in beam like structures. In order to crack location the discrete and continuous wavelet analysis of mode shapes was used.

W pracy opisano pewien sposób detekcji pęknięcia oraz identyfikacji jego lokalizacji. Jako wielkości wejściowe procesu identyfikacji wybrano wektory własne belki z pęknięciem. Jako model pęknięcia przyjęto przegub sprężysty, którego podatność wyznaczono na podstawie praw mechaniki pękania i twierdzenia Castigliano. Wykorzystując taki opis pęknięcia wyznaczono wektory własne pękniętej belki opisanej modelem Bernoulliego-Eulera. Wyznaczono współczynniki MAC (modal assurance criterion) w funkcji głębokości i miejsca pęknięcia. Wielkości te pozwalają jedynie na detekcję pęknięcia. W celu wyznaczenia lokalizacji uszkodzenia wykorzystano dyskretną i ciągłą analizę falkową wektorów własnych.